Desenvolvimento de uma técnica não intrusiva de medição do coeficiente de convecção: solução do problema térmico inverso

Brandi, Analice Costacurta

doi:10.11606/t.18.2010.tde-23092010-175915

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“…Trata-se, portanto, de uma lei empírica que, para ser utilizada com sucesso em aplicações práticas, requer a determinação experimental prévia do coeficiente de convecção em função de diversas variáveis como, por exemplo, geometrias, propriedades físicas do fluido, condições de escoamento, etc. De fato, pode-se encontrar na literatura técnica um número bastante expressivo de correlações empíricas construídas para as mais diversas situações (BRANDI, 2010 …”

Section: Transferência De Calor Por Convecçãounclassified

Análise da Transferência de Calor de um Redutor de Velocidade

Pierini¹,

Milanese

Melo³

et al. 2014

Semina: Tech. Ex.

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ResumoO presente trabalho tem como objetivo analisar a transferência de calor e a eficiência da aleta em um redutor de velocidade Coroa/Sem Fim. O material do redutor é o alumínio e a redução é de 15:1. Foi utilizado um motor de ½ HP acoplado ao redutor e realizados testes com e sem carga. Os experimentos foram realizados em uma bancada de teste de freio eletromagnético (Freio de Foucault) em convecção natural. Para a realização das medidas de temperatura, utilizou-se o aparelho HBM QUANTUM MX-840A e um termopar de contato tipo K. O cálculo do coeficiente de convecção foi realizado pelo modelo matemático teórico e experimental, sendo que o método experimental prevaleceu no trabalho, pois o método teórico possui algumas restrições. A eficiência da aleta foi calculada pelo método unidimensional. Para uma transferência de calor mais eficiente, foi proposta a alteração da geometria da aleta e realizados testes em convecção forçada, com isso, obteve-se uma redução da temperatura da superfície. Os valores da eficiência da aleta obtidos foram todos próximos devido às pequenas faixas de temperaturas que ocorreram no experimento. Para todos os testes foi utilizado um termovisor para a obtenção de imagens térmicas e comparação dos resultados. Palavras-chave: Aleta freio eletromagnético. Redutor. Transferência de calor. AbstractThis study aims to analyze the heat transfer fin efficiency and a speed reducer Crown / Endless. The material is aluminum reducer and the reduction is 15:1. We used a ½ HP motor and gearbox coupled to tests conducted with and without load. The experiments were performed on a test bench electromagnetic brake (brake Foucault) in natural convection. To perform the temperature measurements, we used the device HBM QUANTUM MX-840A and a contact thermocouple type K. The calculation of the convection coefficient was performed by experimental and theoretical mathematical model, and the experimental method prevailed at work, because the theoretical method has some restrictions. The fin efficiency was calculated by one-dimensional. For a more efficient heat transfer, it was proposed to change the geometry of the flap and conducted tests on forced convection, thus, there was obtained a reduction of the surface temperature. The values of fin efficiency obtained were all close due to small temperature ranges that occurred in the experiment. For all testing a thermal imager was used to obtain thermal images and comparing the results.

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Section: Transferência De Calor Por Convecçãounclassified

Análise da Transferência de Calor de um Redutor de Velocidade

Pierini¹,

Milanese

Melo³

et al. 2014

Semina: Tech. Ex.

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“…A técnica é robusta, econômica e, o mais importante, tem uma ótima resposta com medidas experimentais simples (CAMPOS, 2004) e pode ser aplicada na fabricação de peças fundidas no mapeamento de imperfeições (incrustações, trincas, vazios, etc.). Outros exemplos de aplicações, as principais vantagens e desvantagens da utilização da tomografia térmica podem ser observadas em Brandi (2010). Muitas destas dificuldades surgem da não linearidade das variáveis e do mau condicionamento intrínseco, apresentando-se extremamente sensível à presença de erros, tanto de origem experimental nos dados de entrada quanto de truncamento nas operações numéricas dos procedimentos computacionais.…”

Section: Tomografia Térmicaunclassified

“…O processo desenvolvido por Brandi (2010) que se pretende acelerar envolve fundamentalmente operações de cálculo vetorial e matricial. O método iterativo utilizado para a resolução dos sistemas lineares de equações gerados é dominado fundamentalmente por operações de multiplicação entre matrizes esparsas e vetores densos.…”

Section: Implementação Na Gpu -Nvidia Cudaunclassified

“…Para validação do código existente o problema bidimensional de condução de calor foi considerado (BRANDI, 2010). Soluções analíticas e numéricas com condições de contorno diferentes foram simuladas com o propósito de avaliar a precisão do código utilizando o processamento em GPU.…”

Section: Verificação Do Modelo Numérico E Análise De Convergência Do unclassified

“…De acordo com as características da discretização do domínio e com a preocupação em minimizar o espaço de memória e facilitar o acesso aos coeficientes da matriz armazenada, o processo de obtenção do sistema linear percorrendo os nós incógnitas ao invés de elementos possibilitou um armazenamento otimizado da matriz (BRANDI, 2010). Em outras palavras, o algoritmo obtém uma linha do sistema linear a cada nó incógnita percorrido e só armazena os coeficientes não nulos em um vetor de pontos flutuantes , sa , e os índices da coluna dos respectivos coeficientes em um vetor de inteiros, ija .…”

Section: Armazenamento Da Matriz Esparsaunclassified

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Resolução de um problema térmico inverso utilizando processamento paralelo em arquiteturas de memória compartilhada

Ansoni¹

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À minha mãe Lourdes, pela compreensão de minha ausência em muitos momentos, pelo apoio incondicional e por nunca medir esforços para prover aos filhos recursos necessários para que conseguissem estudar.Às minhas queridas irmãs pelo amor, paciência e incentivo.À Fernanda Castilho Bueno pelo companheirismo, incentivo e apoio em momentos tão importantes da minha vida.Ao meu orientador prof. Paulo Seleghim Júnior, pela oportunidade e confiança a mim depositada para a realização desse trabalho.À Analice Costacurta Brandi e Anderson de Marco pela amizade e incentivo inabalável, durante a realização deste trabalho.À todos os meus amigos de moradia pela convivência agradável e apoio por todos esses anos tornando-se minha segunda família.À todos os meus amigos e colegas do laboratório pela ajuda direta e indireta na realização deste trabalho. Aos professores e funcionários do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC -USP) e da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC -USP).À CAPES pelo suporte financeiro.Finalmente a todos que de alguma maneira contribuíram para a conclusão deste trabalho. A programação paralela tem sido freqüentemente adotada para o desenvolvimento de aplicações que demandam alto desempenho computacional. Com o advento das arquiteturas multi-cores e a existência de diversos níveis de paralelismo é importante definir estratégias de programação paralela que tirem proveito desse poder de processamento nessas arquiteturas.Neste contexto, este trabalho busca avaliar o desempenho da utilização das arquiteturas multicores, principalmente o oferecido pelas unidades de processamento gráfico (GPUs) e CPUs multi-cores na resolução de um problema térmico inverso. Algoritmos paralelos para a GPU e CPU foram desenvolvidos utilizando respectivamente as ferramentas de programação em arquiteturas de memória compartilhada NVIDIA CUDA (Compute Unified Device Architecture) e a API POSIX Threads. O algoritmo do método do Gradiente Conjugado Pré-condicionado para resolução de sistemas lineares esparsos foi implementado totalmente no espaço da memória global da GPU em CUDA. O algoritmo desenvolvido foi avaliado em dois modelos de GPU, os quais se mostraram mais eficientes, apresentando um speedup de quatro vezes que a versão serial do algoritmo. A aplicação paralela em POSIX Threads foi avaliada em diferentes CPUs multi-cores com distintas microarquiteturas. Buscando um maior desempenho do código paralelizado foram utilizados flags de otimização as quais se mostraram muito eficientes na aplicação desenvolvida. Desta forma o código paralelizado com o auxílio das flags de otimização chegou a apresentar tempos de processamento cerca de doze vezes mais rápido que a versão serial no mesmo processador sem nenhum tipo de otimização. Assim tanto a abordagem utilizando a GPU como um co-processador genérico a CPU como a aplicação paralela empregando as CPUs multi-cores mostraram-se ferramentas eficientes para a resolução do problema térmico inverso.Palavras-chave: Processamento paralelo. GPGPU CUDA. POSIX Threads. Matriz...

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Otimização dos parâmetros geométricos de fermentadores contínuos aplicados na produção de bioetanol através de simulação computacional do escoamento

Góis¹

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Desenvolvimento de uma técnica não intrusiva de medição do coeficiente de convecção: solução do problema térmico inverso

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